[发明专利]一种纤维状氮化钛/氮化硅/氮化碳复合纳米材料的应用

权利要求书

1.一种纤维状氮化钛/氮化硅/氮化碳复合纳米材料在燃料电池、光敏太阳能电池和超级电容器中的应用，其特征在于：

所述复合纳米材料为纤维状结构，纤维的直径为几十个纳米，长度为1-2 um，孔体积为0.33～0.44cm³/g，比表面积为163.2～183.0m²/g；

其中，所述复合纳米材料的制备方法包括如下步骤：

（1）氮化钛/氮化硅复合纳米材料的制备：在不断搅拌下将15～20g柠檬酸钛、20～30g的硅溶胶依次加入到2～3g、0.005～0.008mol/L的聚乙烯吡咯烷酮和70～90 mL无水乙醇/DMF的混合溶液中，并在30～40℃下搅拌4～8h小时，得到均匀的混合前躯体溶液，然后将前驱体溶液置入具有喷丝头的注射器中，进行纺丝，纺丝的条件为：进样速率为0.3-1mL/h，板间电压为1-2kv/cm，得到前驱体纤维；再将前驱体纤维在空气中600-800℃进行热处理，时间为3-5小时，然后自然冷却至室温，得到钛硅氧化物复合纳米纤维；之后将上述纳米纤维置于管式炉中，在升温前向炉内以100～130mL/min的流速通高纯氮气，然后在此流速通氮气的情况下，匀速升温，将炉温升到1100～1200℃，保持此温度6～8小时，最后在通氮气条件下，将温度降到室温，得到氮化钛/氮化硅复合纳米材料；

（2）氮化钛/氮化硅/氮化碳复合纳米材料：将6～10g碳氮源溶解在40～50mL无水乙醇中，并加入步骤（1）得到的氮化钛/氮化硅复合纳米材料，然后将得到的混合物置于40～60℃的温度下，在不断搅拌下将无水乙醇蒸干，最后将蒸干后的产品在450～550℃氮气气氛中焙烧3～5h，即得氮化钛/氮化硅/氮化碳三元复合纳米材料。

2.根据权利要求1所述的应用， 其特征在于，所述的碳氮源为三聚氰胺或单氰胺。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，将前驱体溶液置入注射器中，注射器前段连接直径为0.5-1.6mm的喷丝头，注射器置于医用微量注射泵中。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，无水乙醇/DMF的混合溶液中无水乙醇与DMF的体积比为2：1。